基于BIM技術的古建筑信息模型建立★

王心峰 管 弦

(湖南科技學院，湖南 永州 425199)

1 概述

近年來，隨著我國城市發展，許多地方都在進行古建筑的修繕和搬遷，如何保護好這些祖先留給我們的珍貴歷史文化遺產，需要社會各界的共同努力。而目前的計算機輔助設計技術在某些專業領域方面的適用性不能滿足實際需求。我們為了解決這些問題，嘗試將參數化設計應用于中國古建筑保護過程當中。

隨著建筑信息模型的發展與應用，我們發現通過將BIM技術引入永州市古村落信息模型建立當中，對古村落信息的收集，古建筑的修繕、保護、搬遷，都有極大的幫助，并且從二維平面切換到三維立體，更為直觀和立體。

中國古建筑資源豐富，類型多樣，由于缺乏較為統一的標準，古建筑的統計數據良莠不齊，亟待進行歸類整理。本研究以永州本地入選全國重點文物保護單位的古建筑遺產周家大院為研究對象，數據來源于2013年周家大院修繕的勘探數據。

2 BIM在古建筑信息管理中的運用

2.1 BIM技術特點

BIM技術是以建筑信息作為管理對象，在建筑信息實例中，組成它的每一個“族”都能在現實建筑中找到一個對應的建筑構件，在每一次建立一個完整的建筑信息模型之前，我們都需要先構建“族”，然后根據實際情況將“族”安放到建筑信息模型相應的位置，通過這種拼接來達到完整信息模型建立的目的。同時，攜帶5D信息的“族”也可以被賦予相應的附加屬性。

BIM技術最大的特點就是它的廣泛適用性，信息模型中使用的格式都是被整個建筑行業所認可的。使用統一的適用格式，就能夠靈活的在不同的軟件和信息環境中快速、高效的進行整合與交流。

2.2 BIM建立古建筑模型的優勢

我國古代建筑多以大木結構為主。由于木制材料的特性，任何建筑都非常著重細節，但是大體成型又基本相同，這就導致古建筑的建筑構件基本趨于相似。因此，在信息模型建立的過程中只需要改變構件的尺寸和定位。古建筑初見時感覺非常復雜，特別是建筑的邊角有許多花哨的建筑構件。在將古建筑構建根據各種不同種類分類后發現，雖然古建筑在規模上有區別，但是它們的建造過程卻都是由相應構建組合而成。在這一點上與BIM技術信息模型建立的過程出現驚人的相似。把“族”看成相應的建筑構件，通過合理的組合，賦予它們對應的屬性就能完成一個有效的信息模型。

2.3 古建筑構建中“族”的建立

BIM技術是隨著現代建筑業的發展而興起的一門專業技術，“族”作為信息模型的基礎，在建立完整信息模型的過程中起著至關重要的作用。在不斷的嘗試和總結中，我們發現古建筑“族”模型的建立步驟見圖1。

1)數據獲取。

利用修復測繪數據進行建立，得到建筑模型的集合數據。

2)傳統建筑構建分類。

在完成“族”模型的建立后，我們把在古建筑中常用的建筑構建進行分類，通過BIM技術完成“族”模型與建筑構件之間的聯系。利用“族”的5D特性為接下來的信息模型建立做好準備。

3)“族”的建立。

古建筑構建的點云數據建立為BIM古建筑構件“族”模型提供精確的幾何數據，在BIM軟件Revit中，族模型的建立需要分三步完成：首先，確定“族”模型的幾何尺寸，繪制出三維模型。其次，賦予三維模型建筑信息，完成三維模型的建立，添加相應的文本形式攜帶的建筑信息。最后，保存新定義的“族”，然后將其載入到項目中。

2.4 BIM技術在周家大院實例中的應用

經過對周家大院中子巖府古建筑構建進行分析和歸納，結合修復勘察數據，建立了Revit中的BIM模型所需的“族”模型，將其根據建筑構建分為六個大類，并對其進行細分，建立相關構建族(見圖2)。對“族”進行歸納處理，通過對其數據的調整，運用到古建筑信息模型的建立上(見圖3)。再將各個模型進行組合，完成建筑整體信息模型的建立(見圖4)。

3 結論

通過以周家大院子巖府為實例，研究了依據修復勘測數據為基礎的傳統木結構建筑構建BIM“族”模型的建立方法，完成了傳統院落單體及群體BIM建模，探索了古建筑專用族庫的構建方法，實現了數據與BIM模型共享。通過對模型的建立與分類，可實現古建筑模型信息化，從對古建筑相關信息進行歸納和整理，實現古建筑信息采集、保護、修繕等一系列過程的數據化和信息共享。